WO2000030238B1 - Elektrische maschine - Google Patents

Elektrische maschine

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Abstract

Die erfundene elektrische Maschine ist eine konstruktive Grundform, die eine hochwirksame Luftspulennutzung auf engstem Raum für rotierende und lineare Bewegungen als Motor und Generator ermöglicht. Bei der konstruktiven Grundform handelt es sich um eine Luftspule (3), zu der zwei Spulenseiten gehören, die im Moment maximaler Energieumsetzung gegenüber entgegengesetzten magnetischen Polen (27) verlaufen, sich dabei in ihrer Wirkung ergänzen und die Luftspule keinen Kontakt zu Rückschlußmaterial hat, und sich etwa mittig in einem durch eine Feldeinrichtung (6, 7) gebildeten Luftspalt (4), der aus ein oder mehreren Luftspaltabschnitten (4', 4''...) besteht, befindet und sich relativ zu dieser bewegt, wobei jede Spulenseite durch die Luftspaltabschnitte (4', 4''...) verläuft, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung ihre geometrische Form ändert und um mindestens einen Körper (6) der Feldeinrichtung gebogen oder gefaltet ist und sich insgesamt im wesentlichen im Luftspalt (4) befindet. Dieser Aufbau des Luftspaltes und der darin befindlichen Luftspulen ermöglicht ein Höchstmaß der Erfüllung der von M. Faraday gefundenen Idealbedingungen für die Energieumsetzung bei der Relativbewegung zwischen elektrischem Leiter und Magnetfeld und garantiert höchste quantitative und qualitative Kupferausnutzung innerhalb dieser Luftspulen, und zudem sehr kompakte Maschinen und sich daraus ergebend eine Vielzahl weiterer Vorteile in der Anwendung, in der Fertigung und in den Produktionskosten. Diese Maschinen sind z.B. als Motor für schnellste Stellaufgaben oder als Antrieb für Fahrzeuge und als Generator für Fahrzeuglichtmaschinen oder für Windkraftanlagen mit ihrem höchstem Wirkungsgrad hervorragend geeignet.

Claims

46GEÄNDERTE ANSPRÜCHE[beim Internationalen Büro am 13. Juni 2000 (13.06.00) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1-37 durch geänderte Ansprüche 1-42 ersetzt (14 Seiten)]
1. Elektrische Maschine, die aus einem Luftspalt (4) besteht, der von einer Feldeinrichtung begrenzt ist, die mindestens in Form von mindestens zwei voneinander beabstandeten Körpern (6,7) besteht, wobei jeweils ein her Körper (6) zu einem 2ten Körper (7) benachbart angeordnet ist, und wobei mindestens zu einer der einander zugewandten Seiten des lten und 2ten Körpers magnetische Pole (27) gehören, die senkrecht zum Luftspalt magnetisiert sind, sich quer zu einer Bewegungsrichtung, im wesentlichen über den vollen Luftspalt, jeweils im Ganzen oder in Teilpole unterteilt, erstrecken und die vorzugsweise mit Rückschlußmaterial hinterlegt sind, in Bewegungsrichtung wechseln und deren Feld im wesentlichen gradlinig, innerhalb des Polflächenbereiches jedes Poles, von einer Grenzfläche des Luftspaltes (4) zur gegenüberliegenden Grenzfläche verläuft, zu der entweder auch magnetische Pole gehören oder die mindestens vorwiegend aus Rückschlußmaterial besteht, und mindestens einer zweipoligen Luftspule (3) oder einer Wicklung (29) mit zweipoligen Luftspulen (3), die keinen Kontakt zu Rückschlußmaterial hat, sich im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung etwa mittig und gleichmäßig vom lten und 2ten Köφer beabstandet im Luftspalt (4) erstreckt, sich relativ zur Feldeinrichtung bewegt und dabei jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule die Bewegungsrichtung quert, und am äußeren Rand des Luftspaltes (4) mit einer anderen Spulenseite direkt oder über vorwiegend unwirksame Leiter oder Wickelkopfleiter zu mindestens einer Luftspule (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus mindestens zwei benachbarten Luftspaltabschnitten (4',4"...) besteht, von denen jeweils zwei mit einer ihrer Luftspaltgrenzflächen, die zum lten Köφer gehören, an der so entstehenden gemeinsamen Kante (10) aneinanderstoßen, und jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule (3) durch den Luftspalt mit seinen Luftspaltabschnitten verläuft, wobei sie an jeder Kante (10) ihre geometrische Form ändert und dabei eine Biegung oder Faltung um den lten Köφer vollzieht und jede Spulenseite im wesentlichen im Luftspalt (4) verläuft.
2. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus mindestens einem bogenförmigen Luftspaltabschnitt (4') besteht, der innenseitig vom lten Köφer begrenzt ist und in dem sich jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule (3) im wesentlichen in der vollen Bogenlänge erstreckt, und die durch den Luftspalt mit seinen Luftspaltabschnitten und im wesentlichen in dem Luftspalt (4) verläuft.
3. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus mindestens zwei benachbarten, dicht beieinander liegenden Luftspaltabschnitten (4',4") besteht, deren inneren Grenzflächen sich mindestens einseitig so weit nähern, daß sie durch eine kurze Außenkante (28) des gemeinsam begrenzten lten Körpers verbunden sind, und jede Spulenseite der mindestens einen Spule (3) durch den Luftspalt mit den Luftspaltabschnitten verläuft und dabei jede Spulenseite ein oder mehrere Biegungen und/oder Faltungen um die Außenkante (28) des lten Körpers (6) vollzieht, und jede Spulenseite im wesentlichen im Luftspalt (4) verläuft und der Faltbereich (18) der Spule (3) zu einem großen Teil vom Feld durchdrungen ist, in dem in diesem Teil des Faltbereiches mindestens ein gleichmäßiger und/oder ungleichmäßiger Luftspaltabschnitt mit jeweils mindestens einseitig angebrachten magnetischen Polen den Leiter begrenzt.
4. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4). im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus mindestens zwei benachbarten, dicht beieinander liegenden Luftspaltabschnitten (4',4") besteht, deren inneren Grenzflächen sich mindestens einseitig so weit nähern, daß sie durch eine kurze Außenkante (28) des gemeinsam begrenzten lten Köφers verbunden sind, und jede Spulenseite der mindestens einen Spule (3) durch den Luftspalt mit den Luftspaltabschnitten verläuft und dabei jede Spulenseite ein oder mehrere Biegungen und/oder Faltungen um die Außenkante (28) des lten Köφers (6) vollzieht, und jede Spulenseite im wesentlichen im Luftspalt (4) verläuft und alle Spulenseitenabschnitte einer Spulenseite, innerhalb des jeweiligen Luftspaltabschnittes, mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit relativ zur Feldeinrichtung bewegbar sind.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 3,4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Luftspaltabschnitte (4',4"), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, parallel zueinander liegen und deren inneren Grenzflächen, einen gleichmäßig schmalen lten Körper (6) begrenzen. 48
6. Elektrische Maschine nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Grenzflächen der mindestens zwei Luftspulenabschnitte (4',4") mindestens vorwiegend aus Rückschlußmaterial bestehen.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus mindestens einem bogenförmigen Luftspaltabschnitt (4') besteht, der innenseitig vom lten Köφer begrenzt ist und in dem sich jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule (3) im wesentlichen in der vollen Bogenlänge erstreckt, und die durch den Luftspalt mit seinen Luftspaltabschnitten und im wesentlichen in dem Luftspalt (4) verläuft, und daß der mindestens eine Luftspaltabschnitt (4') bevorzugt kreisbogenförmig ist.
8. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung der mindestens eine bogenförmige Luftspaltabschnitt (4') ungleichmäßig gebogenen, bevorzugt ellipsenförmig ist.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung der ellipsenförmige Luftspaltabschnitt (4') flach elliptisch ist und dabei bevorzugt entweder einen Hauptscheitel und zwei Nebenscheitel oder zwei Hauptscheitel und einen Nebenscheitel der Ellipse umfaßt.
10. Elektrischen Maschinen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspule (3) sich im wesentlichen innerhalb des Luftspaltes (4) oder innerhalb des Luftspaltes (4) mit den Luftspaltabschnitten (4',4"...) befindet.
1 1. Elektrische Maschine nach Anspruch 1.10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei benachbarte Luftspaltabsclmitte (4',4"), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, gerade sind und unter einem Winkel, von vorzugsweise 90°, zueinander liegen, wobei sie sich an einer ihrer, zum lten Köφer gehörenden, Grenzflächen schneiden, was eine eckige Kante (10) des lten Körpers bildet, die vorzugsweise abgerundet ist.
12. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, mindestens zwei benachbarte Luftspaltabschnitte (4',4") mit einer ihrer, zum lten Köφer gehörenden Grenzflächen, die Kante (10) bildend aneinanderstoßen oder 49 an der Außenkante (28) anstoßen, wovon ein Luftspaltabschnitt (4') gerade und ein Luftspaltabschnitt (4") bogenförmig, bevorzugt kreisbogenförmig, ist.
13. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,2,7 bis 10,12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, mindestens zwei benachbarte Luftspaltabschnitte (4',4") direkt ineinander übergehen.
14. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,2,3,6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, sich der Luftspalt (4) aus mindestens drei Luftspaltabschnitten (4', 4",4"') zusammensetzt, wobei zwei gerade und parallel zueinander liegende Luftspaltabsclmitte (4', 4"') durch einen dritten Luftspaltabschnitt (4") verbunden sind, der entweder gerade ist und in einem 90° Winkel jeweils zu ihnen liegt oder ein bogenförmiger Luftspaltabschnitt ist.
15. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,2,7 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (4) im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung aus mindestens zwei benachbarten Luftspaltabschnitten (4',4"...) besteht, wobei die in Kante (10) aneinanderstoßenden Grenzflächen vorwiegend aus Rückschlußmaterial bestehen und zu einem schmalen lten Köφer gehören, und die magnetischen Pole (27) zur Luftspaltgrenzfläche des 2ten Köφers gehören.
16. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 15. dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, der Luftspalt (4) aus mehreren Luftspaltabschnitten (4',4"...) besteht, von denen jeweils zwei in einer Kante (10) aneinanderstoßen oder an einer Außenkante (28) anstoßen, und die gerade oder bogenförmig sind, durch die jede Spulenseite, der mindestens einen Luftspule (3), verläuft und diese dabei mindestens eine Links- und eine Rechtsbiegung vollzieht.
17. Elektrische Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekeimzeichnet, daß dabei mindestens drei gerade Luftspaltabschnitte (4',4",4'"), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, parallel zueinander liegen.
18. Elektrische Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dabei der Luftspalt (4), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, aus drei geraden Luftspaltabschnitten (4',4",4'") besteht, wobei zwei Luftspaltabsclmitte (4',4") parallel zueinander liegen und der dritte 50
Luftspaltabschnitt (4'") einen 90° Winkel dazu eiimimmt.
19. Elektrische Maschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter (20) der Luftspule (3) im Faltbereich (18) im Bereich der Kante (10) oder Außenkante (28) auch mindestens teilweise vom magnetischen Feld durchdrungen ist, wobei das magnetische Feld nicht im wesentlichen gradlinig von einer Luftspaltgrenzfläche zur anderen verläuft.
20. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 5, 7 bis 14,16 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung mindestens zwei benachbarte Luftspaltabschnitte (4',4") des Luftspaltes (4), in ihren zu dem lten Körper gehörenden und aneinanderstoßenden, oder mit einer Außenkante (28) verbundenen, Grenzflächen magnetische Teilpole enthalten, die über die gemeinsame Kante (10) hinaus oder mit einer Außenkante (28) einen gemeinsamen, durchgehenden Pol bilden, der rechtwinklig zu seiner Luftspaltgrenzfläche oder Oberfläche magnetisiert ist.
21. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 5,7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, in zwei benachbarten Luftspaltabschnitten (4',4") die magnetischen Pole (27) mindestens zu verschiedenen Grenzflächen des Luftspaltes (4) gehören und die magnetischen Pole des einen Luftspaltabschnittes (4'), die zur Grenzfläche des lten Köφers gehören, mit ihren Stirnseiten beabstandet zum Rückschlußmaterial, der an sie anstoßenden, benachbarten Grenzfläche des anderen Luftspaltabschnittes (4"), die mindestens vorwiegend aus Rückschlußmaterial besteht, liegen.
22. Elektrische Maschine nach Anspruch 14,19,21 , dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung sich der Luftspalt (4) aus mindestens drei Luftspaltabschnitten (4', 4",4'") zusammensetzt, wobei zwei gerade und parallel zueinander liegende Luftspaltabschnitte (4', 4'") durch einen geraden dritten Luftspaltabschnitt (4") verbunden sind, und zu mindestens einer der beiden parallel liegenden Grenzflächen, der parallel liegenden Luftspaltabschnitte, des lten Köφers magnetische Pole (27) gehören, die auf mindestens einer der Seiten des schlitzförmigen Querschnitts eines Rückschlußköφers (19), der zum lten Köφer (6) gehört, angebracht sind, und die Grenzfläche des Luftspaltabschnittes (4'"), die die beiden Kanten (10) verbindet, in denen jeweils eine Grenzfläche des Luftspaltabschnittes 4'" mit denen der Luftspaltabsclmitte 41 und 4" aneinanderstoßen, mindestens vorwiegend aus Rückschlußmaterial 51 besteht und vorzugsweise einen flachen Rückschluß des lten Köφers (6) bildet, der ein Rückschlußflachband (9) ist, das zu den Stirnseiten der magnetischen Pole beabstandet liegt und mit dem Rückschlußköφer (19) etwa mittig oder in einer Kante (10) verbunden ist, und dem Rückschlußflachband (9), eine Luftspaltgrenzfläche des Luftspaltabschnittes (4'") gegenüberliegt, zu der magnetische Pole (27) gehören.
23. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 12,14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, mindestens ein 2ter Köφer (7) im Faltbereich (18), im Bereich der Kante (10) oder Außenkante (28), dem Leiter (20) oder einem bogenförmigen Spulenverlauf gleichmäßig beabstandet mindestens teilweise folgt.
24. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 12,14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein 2ter Köφer (7) mit einer seiner in Bewegungsrichtung liegenden Kanten mit einem Rückschlußflachband (5) verbunden ist, das den Luftspalt (4) im Faltbereich (18), im Bereich einer Kante (10) oder Außenkante (28), einseitig begrenzt.
25. Elektrische Maschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlußflachband (5) luftspaltseitig magnetische Pole (27) trägt, die sich quer zur Bewegungsrichtung erstrecken, in Bewegungsrichtung wechseln und in Richtung des lten Köφers (6), bevorzugt Richtung Kante (10) oder Außenkante (28), magnetisiert sind.
26. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren Maschinen zusammengesetzt ist, die einen gemeinsamen 2ten Köφer (7) der Feldeinrichtung nutzen, der vorzugsweise als Permanentmagnetköφer (23) ausgebildet ist, wobei er senkrecht zur Bewegungsrichtung und zur Luftspaltgrenzfläche magnetisiert ist und jede der beiden Polflächen des Magnetköφers mindestens einen Luftspaltabschnitt der elektrischen Maschinen begrenzt.
27. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung lte und 2te Köφer (6,7), an den äußeren Rändern der gegenüberliegenden Grenzflächen des Luftspaltes (4), direkt oder über einen Köφer, der vorzugsweise ein Rückschluß ist, fest miteinander verbunden sind, wobei der 2te Köφer mindestens einen in Bewegungsrichtung durchlaufenden Schlitz zur Durchführung der Spulenhalterung (21) aufweist, der die Luftspaltgrenzfläche des 2ten Köφers in etwa mittig in 52 der Erstreckungsrichtung des Luftspaltes (4) teilt und/oder in einem Faltbereich (18), der mindestens einen Luftspule (3) angeordnet ist.
28. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung lte und 2te Köφer (6,7), an einem der äußeren Ränder der sich gegenüberliegenden Grenzflächen des Luftspaltes (4), direkt oder über einen Köφer, der vorzugsweise ein Rückschluß ist, fest miteinander verbunden sind, wobei der 2te Köφer (7) durchgängig, dem lten Köφer (6) gegenüberliegend, den Luftspalt (4) begrenzt, und die Spulenhalterung (21) an dem anderen äußeren Rand des Luftspaltes (4) mit einem Wickelkopf oder einem unwirksamen Leiterbereich, der mindestens einen Luftspule (3), verbunden und aus dem Luftspaltbereich herausgeführt ist.
29. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeinrichtung von einem Gehäuse (2) umgeben ist oder selbst das Gehäuse oder Teile des Gehäuses ist, und daß entweder die mindestens eine Luftspule (3) mit der Welle (1) oder Achse (24) fest verbunden ist, wobei die Feldeinrichtung direkt und/oder über ein Gehäuse (2) gelagert ist, oder daß die mindestens eine Luftspule (3) direkt und/oder über eine Spulenhalterung (21) und/oder über ein Gehäuse (2) auf der Welle (1) oder Achse (24) gelagert ist und die Feldeinrichtung dabei mit der Welle oder Achse fest verbunden ist.
30. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung linear ist.
31. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Feldeinrichtung und der mindestens eine Luftspule (3) rotierend relativ zu einer Achse (24) oder einer Welle (1) ist.
32. Elektrische Maschine nach Anspruch 15,16,19,23 bis 29,31 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (24) oder Welle (1) die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens drei koaxial und voneinander beabstandet liegenden scheibenförmigen Köφern (6,7) jeweils als Scheibe oder Scheibenring (16) angeordnet ist, wobei jeweils ein er scheibenförmiger Köφer (6) zu einem 2ten scheibenförmigen Köφer (7) benachbart angeordnet ist und diese, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, jeweils einen Luftspaltabschnitt (4',4"...) begrenzen, deren zum lten Köφer gehörenden Grenzflächen in der außen liegenden Kante (10) des lten Körpers aneinanderstoßen, und zu den 2ten scheibenförmigen Köφern luftspaltseitig magnetische Pole (27) gehören, die rechtwinklig zum Luftspalt, magnetisiert sind, die sich Richtung Achse erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und mindestens einer Luftspule (3), von der jede Spulenseite an der äußeren Kante (10), ihre geometrische Form ändert und um den lten Köφer (6) gebogen oder gefaltet ist, wobei dieser mindestens in seinem Umfangsbereich ein sehr dünner scheibenförmiger Köφer, mit Grenzflächen, die vorwiegend aus Rückschlußmaterial bestehen, und der bevorzugt eine dünne Rückschlußscheibe ist, und sich jede Spulenseite auf beiden Seiten des lten scheibenförmigen Köφers (6), jeweils in den Luftspaltabschnitten (4',4") etwa mittig zwischen jeweils zwei scheibenförmigen Köφern und von diesen gleichmäßig beabstandet, in Richtung Achse oder Welle erstreckt und in ihrem achsnähesten Bereich mit einer anderen Spulenseite zu einer Luftspule (3) verbunden ist. wobei lte und 2te scheibenförmige Köφer gleichförmig miteinander und relativ zur mindestens einen Luftspule (3) drehbar sind.
33. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 bis 12,14,16 bis 19,23 bis 29,31 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (24) oder Welle (1) die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens drei koaxial und voneinander beabstandet liegenden scheibenförmigen Köφern (6,7) jeweils als Scheibe oder Scheibenring (16) angeordnet ist, wobei jeweils ein er scheibenförmiger Köφer (6) zu einem 2ten scheibenförmigen Köφer (7) benachbart angeordnet ist und diese, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, jeweils einen Luftspaltabschnitt (4',4"...) begrenzen, deren zum lten Köφer gehörenden Grenzflächen sich mindestens einseitig soweit nähern, daß sie durch eine kurze Außenkante (28) verbunden sind und vorzugsweise parallel zueinander liegen, und zu den 2ten scheibenförmigen Köφern luftspaltseitig magnetische Pole (27) gehören, die rechtwinklig zum Luftspalt, vorzugsweise axial, magnetisiert sind, die sich Richtung Achse vorzugsweise radial erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und mindestens einer Luftspule (3), von der jede Spulenseite um die Außenkante (28) des vorzugsweise gleichmäßig schmalen Querschnittes des lten Köφers (6) gebogen oder gefaltet ist, wobei dieser mindestens in seinem Umfangsbereich ein sehr dünner scheibenförmiger Köφer, mit Grenzflächen, die vorwiegend aus Rückschlußmaterial bestehen, und der bevorzugt eine dünne Rückschlußscheibe gleichmäßiger Dicke ist, und sich jede Spulenseite auf beiden Seiten des lten scheibenförmigen Köφers (6), jeweils in den Luftspaltabschnitten (4',4") etwa mittig zwischen jeweils zwei scheibenförmigen Köφern und von diesen gleichmäßig beabstandet, in Richtung Achse oder Welle erstreckt und in ihrem achsnähesten Bereich mit einer anderen Spulenseite zu einer Luftspule (3) verbunden ist, wobei lte und 2te 54 scheibenförmige Köφer gleichförmig miteinander und relativ zur mindestens einen Luftspule (3) drehbar sind und der Faltbereich (18) der Spule (3) zu einem großen Teil vom Feld durchdrungen ist, in dem in diesem Teil des Faltbereiches mindestens ein gleichmäßiger und/oder ungleichmäßiger Luftspaltabschnitt mit jeweils mindestens einseitig angebrachten magnetischen Polen den Leiter begrenzt.
34. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,2,7 bis 14,16 bis 29,31 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (24) oder Welle (1) die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens drei koaxial und voneinander beabstandet liegenden scheibenförmigen Köφern (6,7) jeweils als Scheibe oder Scheibenring (16) angeordnet ist, wobei jeweils ein her scheibenförmiger Köφer (6) zu einem 2ten scheibenförmigen Köφer (7) benachbart angeordnet ist und diese, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, jeweils einen Luftspaltabschnitt (4 ',4'"...) begrenzen, der jeweils auf einer Seite des lten scheibenförmigen Köφers (6) Richtung Welle (1) oder Achse (24) verläuft, und zu mindestens einer der einander zugewandten Seiten des lten und 2ten scheibenförmigen Köφers magnetische Pole (27) gehören, die rechtwinklig zur Luftspaltgrenzfläche, vorzugsweise axial, magnetisiert sind, die sich Richtung Achse, vorzugsweise radial, erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, wobei der lte Köφer (6) vorzugsweise aus einem, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, sehr schmalen, schlitzförmigen Rückschlußköφer (19) und magnetischen Polen (27) besteht, die er mindestens an einer seiner Seiten trägt, und die Feldeinrichtung im Umfangsbereich einen weiteren Luftspaltabschnitt (4") begrenzt, dessen zum lten Köφer gehörende Grenzfläche in jeweils einer Kante (10) mit jeweils einer ebenfalls zu ihm gehörenden Grenzfläche der benachbarten Luftspaltabschnitte (4',4'") aneinanderstößt, und mindestens einer Luftspule (3), von der jede Spulenseite im Umfangsbereich mindestens teilweise durch den Luftspalt verläuft und an den beiden äußeren Kanten (10) des lten Köφers (6) ihre geometrische Form ändert und um den lten Köφer gebogen oder gefaltet ist, sich von da aus auf beiden Seiten des lten scheibenförmigen Köφers (6), jeweils in den Luftspaltabschnitten (4',4") etwa mittig zwischen jeweils zwei scheibenförmigen Köφern und von diesen gleichmäßig beabstandet, in Richtung Achse oder Welle erstreckt und dort mit einer anderen Spulenseite zu einer Luftspule (3) verbunden ist, wobei die Feldeinrichtung relativ zur mindestens einen Luftspule (3) drehbar ist und dabei lte und 2te scheibenförmige Köφer sich bevorzugt gleichförmig miteinander bewegen, und vorzugsweise eine luftspaltbegrenzende Feldeinrichtung einen Leiter (20) im Faltbereich (18) im Bereich mindestens einer Kante (10) der mindestens einen Luftspule (3) seiner Länge nach mindestens teilweise umschließt. 55
35. Elektrische Maschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29,31 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (24) oder Welle (1) die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens zwei koaxial und voneinander beabstandet liegenden, ineinandergeschachtelten, trommeiförmigen Köφern (6,7) angeordnet ist, wobei jeweils ein er trommelförmige Köφer (6) zu einem 2ten trommeiförmigen Köφer (7) benachbart angeordnet ist und diese, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, jeweils einen Luftspaltabschnitt (4',4"...) begrenzen, wobei mindestens zwei gerade Luftspaltabschnitte oder mindestens ein gerader und ein bogenförmiger Luftspaltabschnitt oder mindestens ein bogenförmiger Luftspaltabschnitt den Luftspalt (4) bilden, der sich mindestens in einem Bereich der Achse oder Welle nähert, wobei jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule (3) beim Verlauf durch den Luftspalt (4) Richtung Achse oder Welle, um mindestens einen lten Köφer (6), innerhalb mindestens eines bogenförmigen Luftspaltabschnittes gebogen ist und/oder an mindestens einer Kante (10), in der jeweils zwei benachbarte Luftspaltabschnitte mit ihrer zum ersten Köφer gehörenden Grenzfläche aneinanderstoßen und/oder an einer Außenkante (28) des lten Köφers (6), ihre geometrische Form ändert und um den lten Köφer (6) gebogen oder gefaltet ist, und sich etwa mittig zwischen Item und 2tem Köφer und von diesen im wesentlichen gleichmäßig beabstandet, über den vollen Luftspalt (4) erstreckt, und die magnetische Pole (27), die den Luftspalt (4) und jeden Luftspaltabschnitt (4',4"...) mindestens einseitig begrenzen, bevorzugt rechtwinklig zu ihrer Luftspaltgrenzfläche magnetisiert sind, sich im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung entlang des Luftspaltes erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und die Feldeinrichtung sich relativ zur mindestens einen Luftspule dreht, wobei lte und 2te Köφer (6,7) der Feldeinrichtung vorzugsweise fest verbunden sind und sich vorzugsweise gleichförmig miteinander bewegen.
36. Elektrische Maschine nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der lte trommeiförmige Köφer (6) die Form eines hohlen- oder vollen Kreiszylinders und der 2te trommeiförmige Köφer (7) die Form eines hohlen Kreiszylinders hat, wobei mindestens eine der einander zugewandten Mantelseiten des lten und 2ten Köφers (6,7), die einen Luftspaltabschnitt (4") begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die vorzugsweise radial magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, und daß, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, mindestens eine der einander zugewandten Stirnseiten des lten und 2ten Körpers, auf einer Stirnseite des lten Köφers, die einen Luftspaltabschnitt (4') begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die 56 vorzugsweise rechtwinklig zur Luftspaltgrenzfläche und vorzugsweise axial magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, und die Kante (10) durch die aneinanderstoßenden, zum lten Köφer gehörenden Grenzflächen des mantel- und stirnseitigen Luftspaltabschnittes (4',4"), die vorzugsweise rechtwinklig zueinander liegen, gebildet ist, um die jede Spulenseite der mindestens eine Luftspule gebogen oder gefaltet ist und die sich von da aus vorzugsweise axial im mantelseitigen Luftspaltabschnitt (4") und im stirnseitigen Luftspaltabschnitt (4') Richtung Achse oder Welle, vorzugsweise radial oder radial projiziert, erstreckt.
37. Elektrische Maschine nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der lte trommeiförmige Köφer (6) die Form eines hohlen- oder vollen Kreiszylinders und der 2te trommeiförmige Köφer (7) die Form eines hohlen Kreiszylinders hat, wobei mindestens eine der einander zugewandten Mantelseiten des lten und 2ten Köφers (6,7), die einen Luftspaltabschnitt (4") begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die vorzugsweise radial magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, und daß mindestens eine der einander zugewandten Stirnseiten des lten und 2ten Köφers, die auf einer Stirnseite des lten Köφers einen Luftspaltabschnitt (4') und auf seiner anderen Stirnseite einen Luftspaltabschnitt (4'") begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die vorzugsweise rechtwinklig zur Luftspaltgrenzfläche und vorzugsweise axial magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, wobei die Luftspaltabschnitte (4',4"), im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, vorzugsweise rechtwinklig zum Luftspaltabschnitt (4'") liegen, und die zum lten Köφer gehörenden Grenzflächen jeweils eines mantelseitigen und eines stirnseitigen Luftspaltabschnittes jeweils in einer Kante (10) des lten Köφers aneinanderstoßen, um die jeweils jede Spulenseite der mindestens eine Luftspule (3) gebogen oder gefaltet ist und die sich von da vorzugsweise axial im mantelseitigen Luftspaltabschnitt (4") und in den stirnseitigen Luftspaltabschnitten (4',4'") sich jeweils Richtung Achse oder Welle, vorzugsweise radial oder radial projiziert, erstreckt.
38. Elektrische Maschine nach Anspruch 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der lte trommeiförmige Köφer (6) die Form eines hohlen oder vollen Kreiszylinders und der 2te trommeiförmige Köφer (7) die Form eines hohlen Kreiszylinders hat, wobei mindestens eine der einander zugewandten Mantelseiten des lten und 2ten Körpers (6,7), die einen Luftspaltabschnitt (4") begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die vorzugsweise radial magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, und daß die Kreiszylinder, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, mindestens einseitig schräge oder gebogene zur Achse (24) oder Welle (1) einwärts geneigte Stirnflächen haben, wobei mindestens eine der einander zugewandten Stirnseiten des lten und 57
2ten Köφers. die mindestens einseitig vom lten Körper einen stirnseitigen Luftspaltabschnitt(4') begrenzen, magnetische Pole (27) enthält, die vorzugsweise rechtwinklig zur Schrägung oder entlang des Biegeradiuses magnetisiert sind und in Umfangsrichtung wechseln, und mindestens eine Kante (10) durch die aneinanderstoßenden, zum lten Köφer (6) gehörenden, Grenzflächen des mantelseitigen und eines stirnseitigen Luftspaltabschnittes gebildet ist, bei der jede Spulenseite der mindestens eine Luftspule (3), bei ihrem Verlauf durch den Luftspalt, ihre geometrische Form ändert und um den lten Körper gebogen oder gefaltet ist und die sich vorzugsweise axial im mantelseitigen Luftspaltabschnitt (4") und in mindestens einem stirnseitigen Luftspaltabschnitt (4',4'"). Richtung Achse oder Welle und vorzugsweise radial projiziert, erstreckt.
39. Elektrische Maschine nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens drei zylindrischen Köφern (6,7) besteht und der achsnächste zylindrische Köφer voll- oder hohlzylindrisch und alle weiteren Köφer (6,7) hohlzylindrisch und mindestens mantelseitig gleichmäßig beabstandet ineinander geschachtelt sind, wobei im Axialschnitt die Grenzflächen jeweils eines lten Körpers (6) und eines 2ten Köφers (7) jeweils einen Luftspaltabschnitt (4',4"...) begrenzen, der sich jeweils auf der inneren und äußeren Mantelfläche des lten Hohlzylinders (6) axial erstreckt, und mindestens zu einer der einander zugewandten Mantelflächen des lten und 2ten zylinderdrischen Köφers magnetische Pole (27) gehören, die bevorzugt radial magnetisiert sind, sich axial erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und vorzugsweise auch mindestens zu einer der einander zugewandten Stirnseiten des lten und 2ten zylindrischen Köφers (6,7), die mindestens einseitig vom lten Köφer einen Luftspaltabschnitt (4'"...) oder einen Faltbereich (18) begrenzen, magnetische Pole (27) gehören, die vorzugsweise axial magnetisiert sind, sich Richtung Achse oder Welle erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und jede Spulenseite der mindestens eine Luftspule (3) um mindestens eine Kante (10) eines hohlzylindrischen lten Köφers, die durch jeweils zwei benachbarte, aneinanderstoßende Grenzflächen benachbarter Luftspaltabschnitte gebildet ist oder um eine Außenkante (28) des, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, vorzugsweise gleichmäßig schmalen Querschnittes des hohlzylindrischen lten Köφers (6), gebogen oder gefaltet ist und sich von da aus beidseitig der Kante (10) oder der Außenkante (28) des, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, schmalen Querschnittes des hohlzylindrischen lten Körpers (6) in einem mantelseitigen Luftspaltabschnitt axial oder jeweils auf einer Seite in einem stirnseitigen Luftspaltabschnitt Richtung Achse (24) oder Welle (1), vorzugsweise radial oder radial projiziert, und auf der anderen Seite in einem mantelseitigen 58
Luftspaltabschnitt vorzugsweise axial erstreckt.
40. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeinrichtung mindestens in Form von mindestens zwei langgestreckten Köφern (6,7) besteht, wobei jeweils ein her langgestreckter Köφer (6) zu einem 2ten langgestreckten Köφer (7) im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung benachbart angeordnet sind und diese jeweils einen Luftspaltabschnitt (4',4"...) begrenzen, wobei mindestens zwei gerade Luftspaltabsclmitte oder mindestens ein gerader und ein bogenförmiger Luftspaltabschnitt oder mindestens ein bogenförmiger Luftspaltabschnitt den Luftspalt (4) bilden, wobei jede Spulenseite der mindestens einen Luftspule (3) beim Verlauf durch den Luftspalt (4) um mindestens einen lten Köφer (6), innerhalb mindestens eines bogenförmigen Luftspaltabschnittes gebogen ist und/oder an mindestens einer Kante (10), und/oder an einer Außenkante (28) des langgestreckten lten Körpers (6). ihre geometrische Form ändert und um den lten Köφer (6) gebogen oder gefaltet ist, und sich etwa mittig zwischen Item und 2tem Köφer und von diesen im wesentlichen gleichmäßig beabstandet, über den vollen Luftspalt (4) erstreckt, und die magnetische Pole (27), die den Luftspalt (4) und jeden Luftspaltabschnitt (4',4"...) mindestens einseitig begrenzen, vorzugsweise rechtwinklig zu ihrer Luftspaltgrenzfläche magnetisiert sind, sich im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung entlang des Luftspaltes (4) erstrecken und in Umfangsrichtung wechseln, und die Feldeinrichtung sich relativ zur mindestens einen Luftspule linear bewegt, wobei lte und 2te Köφer (6,7) der Feldeinrichtung vorzugsweise fest verbunden sind und sich gleichförmig miteinander bewegen.
41. Elektrische Maschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Köφer (6,7) mindestens drei langgestreckte, plattenförmige Köφer (6,7) geringer, gleichmäßiger Dicke, die gleichmäßig zueinander beabstandet liegen, sind, wobei jeweils zwischen einem lten plattenförmigen Köφer (6) und einem 2ten plattenförmigen Köφer (7) ein Luftspaltabschnitt (4',4"...) angeordnet ist, und die Luftspaltabschnitte, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, parallel zueinander liegen, wobei die plattenförmigen Köφer (6,7) eine große Länge gegenüber ihrer Breite haben und die Längsseiten in Bewegungsrichtung liegen und zu mindestens einer der einander zugewandten Seiten des lten und 2ten plattenförmigen Köφers (6,7) magnetischen Pole (27) gehören, die sich quer zur Bewegungsrichtung erstrecken und senkrecht zur luftspaltbegrenzenden Fläche des plattenförmigen Köφers (6,7) magnetisiert sind, und, die zum lten Körper (6), der, im Schnitt quer zur Bewegungsrichtung, eine gleichmäßig schmale Fläche hat, gehörenden Grenzflächen, zweier benachbarter Luftspaltabschnitte (4',4"...) 59 an einer Längsseite, an der Außenkante (28) anstoßen, um die jede der Spulenseiten der mindestens eine Luftspule (3) gebogen oder gefaltet ist, und die sich von diesem Faltbereich (18) in die Luftspaltabschnitte erstreckt und im Bereich der anderen, gegenüberliegenden Längskante des lten plattenförmigen Körpers (6) mit einer anderen Spulenseite zu einer Luftspule (3) verbunden ist, und sich die mindestens eine Luftspule linear relativ zur Feldanordnung bewegt.
42. Elektrische Maschine nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß lte und 2te langgestreckte Köφer (6,7) in Bewegungsrichtung an ihrem Anfang und an ihrem Ende durch einen Köφer miteinander verbunden sind.
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